JP4689761B2 - 無線通信システム、基地局装置、移動局装置および送信制御方法 - Google Patents

無線通信システム、基地局装置、移動局装置および送信制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、移動局装置が、基地局装置から受信した信号の受信品質を測定し、前記受信品質に基づいて生成したフィードバック情報を前記基地局装置へ送信する無線通信システム、並びにこの無線通信システムに適用される基地局装置、移動局装置および送信制御方法に関する。
３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）は、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）とＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）を発展させたネットワークを基本とした携帯電話システムの仕様を検討・作成を行なうプロジェクトである。３ＧＰＰでは、Ｗ−ＣＤＭＡ方式が第３世代セルラー移動通信方式として標準化され、順次サービスが開始されている。また、通信速度を更に上げたＨＳＤＰＡ（High-Speed Downlink Packet Access）も標準化され、サービスが開始されている。３ＧＰＰでは、第３世代無線アクセス技術の進化（Evolved Universal Terrestrial Radio Access：以下、「Ｅ−ＵＴＲＡ」と呼称する。）が検討されている。
Ｅ−ＵＴＲＡにおける下りリンク通信方式として、互いに直交するサブキャリアを用いてユーザ多重化を行なうＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式が提案されている。また、ＯＦＤＭＡ方式において、チャネル符号化等の適応無線リンク制御（リンクアダプテーション：Link Adaptation）に基づく適応変復調・誤り訂正方式（ＡＭＣＳ：Adaptive Modulation and Coding Scheme）といった技術が適用されている。
ＡＭＣＳとは、高速パケットデータ伝送を効率的に行なうために、各移動局装置の伝搬路状況に応じて、誤り訂正方式、誤り訂正の符号化率、データ変調多値数などの無線伝送パラメータ（以下、「ＡＭＣモード」と呼称する。）を切り替える方式である。例えば、データ変調については、伝搬路状況が良好になるに従って、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調から、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）変調、６４ＱＡＭ変調など、より高い変調効率の多値変調方式に切り替えることで、移動通信システムの最大スループットを増大させることができる。
ＯＦＤＭＡにおいて、通信可能な領域を物理的にサブキャリアに対応する周波数領域と時間領域において分割することができる。この分割領域をいくつかにまとめたものはリソースブロックと呼ばれ、一つまたはいくつかのリソースブロックを各移動局装置へ割り振り、複数の移動局装置を多重化した通信が行なわれる。基地局装置と各移動局装置とが、その要求に応じた最適な品質・速度での通信を行なうためには、各移動局装置における各サブキャリアに対応する周波数帯の受信品質や移動局装置における通信速度の要求を考慮したリソースブロック割り当ておよび伝送方式の決定が必要である。
伝送方式やスケジューリングは基地局装置が行なうため、この要求を実現するために、基地局装置は各移動局装置から受信品質のフィードバックを受信することが必要となる。また、受信品質の状況は伝搬路の変化に伴い刻一刻と変化するため、安定した通信を行なうためには基地局装置に対して定期的に受信品質情報をフィードバックする必要がある。
Ｅ−ＵＴＲＡにおける上りリンクの通信方式において、シングルキャリア周波数分割多重アクセス（ＳＣ−ＦＤＭＡ：Single Carrier - Frequency Division Multiple Access）の採用が検討されている。マルチキャリア通信であるＯＦＤＭＡ方式は、マルチパスの影響を受けにくい、伝搬路に応じて最適な周波数帯を柔軟に利用できる利点があるが、送信信号におけるピーク対平均比（ＰＡＰＲ：Peak to Average Ratio）が高くなるという問題点があり、移動局装置では高出力となる増幅器を導入することが難しい。
これに対してＳＣ−ＦＤＭＡ方式では、シングルキャリア通信を採用しながら柔軟に利用周波数帯を選択できるため、Ｅ−ＵＴＲＡの上りリンクには適している。このとき、シングルキャリア通信を実現するために、各移動局装置に割り当てられる信号送信リソースは周波数軸において連続したものとなる。
また、Ｅ−ＵＴＲＡにおいては通信路容量を増大するために、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）を利用したＳＤＭ（Space Division Multiplexing：空間多重技術）、若しくはＳＦＢＣ（Space-Frequency Block Coding)、ＣＤＤ（Cyclic Delay Diversity）といった送信ダイバーシティの利用が提案されている。ＭＩＭＯは、多入力・多出力システムまたは技術の総称であり、送信側、受信側に複数のアンテナを用いて、電波の入出力の分岐数を複数にして伝送することを特徴とする。ＭＩＭＯを利用すると、マルチパスの影響で空間として複数の伝搬路を形成し複数の情報を多重化して送信することと、複数の送信アンテナの電力を受信側で合成し、受信利得を得ることが可能となる。
Ｅ−ＵＴＲＡでは、下りリンクにおけるＭＩＭＯ・ＳＤＭおよび送信ダイバーシティの利用が想定されており、どの方式によって通信を行なうかは基地局装置および移動局装置間における伝搬路状況を考慮し決定される。
また、下りリンクにおけるＭＩＭＯ・ＳＤＭの利用時については、各アンテナから送信される複数系列の情報を分離しやすくするために、予め送信信号系列を前処理することが検討されている。この送信信号前処理の情報は、移動局装置が受信する信号を元に推定した伝搬路情報から求められるものであり、基地局装置自身が完結してその情報を求めることができない。このため、移動局装置は基地局装置に送信信号前処理情報をフィードバックしなければならない。また、伝搬路の変化に伴い前処理の値は変化するため、ＭＩＭＯ・ＳＤＭによる通信時は適切なタイミングで送信信号前処理情報をフィードバックし続ける必要がある。
上記のとおり、Ｅ−ＵＴＲＡの下りリンクにおいて、基地局装置から移動局装置へ送信される信号はＭＩＭＯの適用により、複数の系列を適用することが可能であるが、この系列数の数は１から４までをサポートすることが検討されている。この系列数は、移動局装置と基地局装置間の伝搬路により決定されるものであり、基地局装置から送信される参照信号をもとに移動局装置において算出される。ここで、Ｅ−ＵＴＲＡにて採用される周波数分割複信（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）においては周波数分割送信信号の系列数は移動局装置のみが知る情報であり、基地局装置にて発生する下りリンク信号にＭＩＭＯ・ＳＤＭを適用するためには、この系列数の情報を移動局装置から基地局装置へフィードバックしなければならない。基地局装置と移動局装置間における最適な系列数は伝搬路の状況により変化するため、移動局装置は送信信号の系列数を表す情報を伝搬路の変化に応じて基地局装置に送信しなければならない。
上述のように、ＭＩＭＯによるＳＤＭ通信を実現するためには、各移動局装置から基地局装置通信路に対して、受信品質情報、送信信号前処理情報、送信信号の系列数情報の３つをフィードバックする必要がある。それぞれをフィードバックするために必要なビット数、フォーマット、送信頻度はそれぞれ異なっており、また、伝搬路の状況や移動局装置の状況などによって変化する。つまり、これらのフィードバックのしくみは柔軟に切り替えられることが望ましい。
一例として、最適な送信信号の系列数は、送信信号前処理情報と比較して時間的変化が緩やかである。もし、最適な送信信号の系列数と送信信号前処理情報を必ず同時に送信するスケジュールを行ない、送信信号前処理情報の送信周期に合わせたフィードバックを行なうと、変化のない送信信号の系列数を何度もフィードバックすることになり、その結果、上りリンクのリソースについてオーバーヘッドが発生する。
一方、送信信号の系列数の送信周期に合わせたフィードバックを行なうと、基地局装置における送信信号前処理情報の情報が不足し、その結果、送信信号に対して適切でない前処理によってＭＩＭＯ・ＳＤＭ通信を行なうことになり、システムとしてのスループットが低下してしまう。Ｅ−ＵＴＲＡにおいて、基地局装置における収容可能な移動局装置数を増加させることは大きな課題とされており、帯域の限られた上りリンクリソースを圧迫する、もしくは、スループットが低下するような手段をとることは望ましくない。
他の異なる例として、移動局装置の移動速度が変化すると、移動局装置と基地局装置間の伝搬路も変化する。これに伴い、伝搬路によって決定される受信品質情報、送信信号前処理情報、最適な送信信号の系列数の変化の速度も変化する。つまり、移動速度に伴って、これらのフィードバック情報を送信する周期も変更されるため、受信品質情報、送信信号前処理情報、最適な送信信号の系列数を状況に応じて再スケジューリングすることが望ましい。
移動局装置から基地局装置へ、複数種類のフィードバック情報を送信する手法については、それぞれの送信タイミングを考慮した上でさまざまな検討がされている。例えば下記非特許文献１では、送信信号の系列情報を単独で移動局装置へフィードバックし、その後で受信品質情報と送信信号前処理情報を同時に送信する手法を提案している。この方法では、送信信号の系列情報を先に決定することで、その後送信する受信品質情報、送信信号前処理情報の送信フォーマットを絞り込み、不要なビットを送信しなくて済む。すなわち、上りリンクのオーバーヘッドを削減することが図られている。
また、非特許文献２では、送信信号の系列情報、送信信号前処理情報、および受信品質情報をあらかじめ決められた帯域幅ですべて同時にコーディングして送信することを提案している。これにより、処理の簡易化が図られている。
"Design Aspects of MIMO-Related UE Feedback", 3GPP TSG RAN WG1 #49, R1-072213, 2007年3月 "Feedback method for CQI, PMI and rank",3GPP TSG RAN WG1 #49, R1-073512, 2007年8月
しかしながら、非特許文献１および非特許文献２に記載されている方法は、受信品質情報と送信信号前処理情報を異なる周期で送信することを考慮していない。受信品質情報と送信信号前処理情報とが必ず同一の組み合わせであると考えられているため、いずれかの変化が早い情報に合わせて信号を送信する必要がある。つまり、送る必要のない情報も併せて送信する必要があり、その分のオーバーヘッドが問題となる。前述のように上りリンクの帯域は限られており、その帯域が占有されればシステム自体のキャパシティが低下してしまう。
このように、異なる種類のフィードバック情報について、それぞれの最適な周期で送信することを検討した例はなく、受信品質情報の情報量、送信頻度を考慮した、効率的な送信制御方法が必要とされる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、移動局装置から基地局装置へ送信するフィードバック情報の種類に応じて送信頻度を個別かつ柔軟に設定することにより、送信周期をフィードバック情報の種類に応じて最適なものし、送信周期が最適なものと一致しないことに起因するシステムスループットの低下を最小限に抑えることができる無線通信システム、基地局装置、移動局装置および送信制御方法を提供することを目的とする。
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の無線通信システムは、移動局装置が、基地局装置から受信した信号の受信品質を測定し、前記受信品質に基づいて生成したフィードバック情報を前記基地局装置へ送信する無線通信システムであって、前記基地局装置は、前記フィードバック情報の種類に応じた送信タイミングのリソースを割り当てる一方、前記移動局装置は、前記割り当てられたリソースを使用して、複数種類のフィードバック情報を前記基地局装置に対して送信することを特徴としている。
このように、基地局装置は、フィードバック情報の種類に応じた送信タイミングのリソースを割り当てる一方、移動局装置は、割り当てられたリソースを使用して、複数種類のフィードバック情報を基地局装置に対して送信するので、基地局装置では、フィードバック情報の種類に応じた最適な送信リソースを個別に設定することができる。また、移動局装置では、基地局装置による割り当てに応じて、それぞれのフィードバック情報を送信することができる。その結果、送信周期をフィードバック情報の種類に応じて最適なものとすることができると共に、送信周期が最適なものと一致しないことに起因するシステムスループットの低下を最小限に抑えることが可能となる。
（２）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記基地局装置は、前記フィードバック情報の種類に応じて、周期的にリソースを割り当てることを特徴としている。
このように、基地局装置は、フィードバック情報の種類に応じて、周期的にリソースを割り当てるので、基地局装置がフィードバック情報を移動局装置に対して送信する際に、そのリソースを周期的に割り当てることができる。これにより、各種類のフィードバック情報を送信する際に、その都度基地局装置からリソース割り当てを行なう必要が無く、不要なシグナリングを削減することが可能となる。
（３）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記基地局装置は、前記フィードバック情報のうちいずれかを組み合わせ、その組み合わせに対して同一のリソースを割り当て、前記割り当てたリソースにおいて各フィードバック情報の送信タイミングをずらすことにより、それぞれのフィードバック情報の送信を行なうことを特徴としている。
このように、基地局装置は、フィードバック情報のうちいずれかを組み合わせ、その組み合わせに対して同一のリソースを割り当て、前記割り当てたリソースにおいて各フィードバック情報の送信タイミングをずらすことにより、それぞれのフィードバック情報の送信を行なうので、必ずしも各フィードバック情報に対して個別にリソース割り当てを行なう必要が無く、これに付随して発生する冗長なシグナリングを削減することが可能となる。
（４）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記基地局装置は、前記フィードバック情報の種類に応じた送信タイミングのリソースを割り当てた結果、同一の送信タイミングに複数種類のフィードバック情報のリソースが存在する場合は、これらを集約したリソースを新たに割り当てると共に、既に割り当てたリソースを解放することを特徴としている。
このように、基地局装置は、フィードバック情報の種類に応じた送信タイミングのリソースを割り当てた結果、同一の送信タイミングに複数種類のフィードバック情報のリソースが存在する場合は、これらを集約したリソースを新たに割り当てると共に、既に割り当てたリソースを解放するので、ＳＣ−ＦＤＭＡに対応した上りリンクの信号の送信が可能となる。これと同時に、基地局装置は、異なる移動局装置に対してリソースを割り当てることが可能となり、リソース利用における無駄を省くことが可能となる。
（５）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記基地局装置は、前記フィードバック情報の種類に応じた送信タイミングのリソースを割り当てた結果、同一の送信タイミングに複数種類のフィードバック情報のリソースが存在する場合は、いずれかのリソースに集約すると共に、集約したリソース以外の既に割り当てたリソースを解放することを特徴としている。
このように、基地局装置は、フィードバック情報の種類に応じた送信タイミングのリソースを割り当てた結果、同一の送信タイミングに複数種類のフィードバック情報のリソースが存在する場合は、いずれかのリソースに集約すると共に、集約したリソース以外の既に割り当てたリソースを解放するので、基地局装置により個別に割り当てられた各種類のフィードバック情報のリソースが、そのフィードバック情報に対して十分に大きい場合に、フィードバック情報を集約することが可能となり、不要にリソースを割り当ててしまう場合に生じる無駄を省くことが可能となる。
（６）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記基地局装置は、前記フィードバック情報の種類に応じて、非周期的にリソースを割り当てることを特徴としている。
このように、基地局装置は、フィードバック情報の種類に応じて、非周期的にリソースを割り当てるので、移動局装置から送信されるフィードバック情報の少なくとも一つについて、一時的に必要となる状況が生じた場合は、周期的なリソースを割り当てることによって、シグナリングのオーバーヘッドを削減した効率的なスケジューリングをすることが可能となる。一方、周期的なリソースの割り当てが済んでいる状況で、一時的に送信頻度を高めたい場合は、既に割り当てられたリソースに追加する形で非周期的にリソースを割り当てることができるため、シグナリングのオーバーヘッドを削減した効率的なスケジューリングをすることが可能となる。
（７）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記フィードバック情報には、前記測定した受信品質に基づいて生成された受信品質情報、前記基地局装置で送信信号に対する前処理を行なうための送信信号前処理情報または前記基地局装置と通信可能な送信系列数を示す送信信号系列情報の少なくとも一つが含まれることを特徴としている。
このように、フィードバック情報に、受信品質情報、送信信号前処理情報、または送信信号系列情報の少なくとも一つが含まれるので、これらを考慮することにより、ＭＩＭＯ・ＳＤＭのように頻繁に最適な送信周期が変わる状況に対応することができ、更に効率的なフィードバック情報に対するリソース割り当てが可能となる。
（８）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記移動局装置は、複数種類のフィードバック情報のうち、特定種類のフィードバック情報を送信するために使用するリソースの割り当てを要求する情報を、前記基地局装置に対して送信することを特徴としている。
このように、移動局装置は、複数種類のフィードバック情報のうち、特定種類のフィードバック情報を送信するために使用するリソースの割り当てを要求する情報を、基地局装置に対して送信するので、移動局装置しか把握することができない観測情報に基づいて、最適なフィードバック情報の送信周期を基地局装置に対して要求することが可能となる。これにより、システムのスループット向上を実現する効率的な通信を行なうことが可能となる。
（９）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記移動局装置は、前記特定種類のフィードバック情報を送信するために使用するリソースの割り当てを要求する情報を、受信品質情報に含めて前記基地局装置に対して送信することを特徴としている。
このように、移動局装置は、特定種類のフィードバック情報を送信するために使用するリソースの割り当てを要求する情報を、受信品質情報に含めて基地局装置に対して送信するので、リクエストのためのリソースを別途割り当てる必要が無くなる。これにより、上りリンクのリソースの利用効率を更に高めることが可能となる。
（１０）また、本発明の無線通信システムにおいて、前記基地局装置は、複数種類のフィードバック情報のうち、特定の種類のフィードバック情報を送信することを前記移動局装置に対して指示する送信許可信号を、前記移動局装置に対して送信することを特徴としている。
このように、基地局装置は、複数種類のフィードバック情報のうち、特定の種類のフィードバック情報を送信することを移動局装置に対して指示する送信許可信号を、移動局装置に対して送信するので、基地局装置が必要とする最小限の情報でリソースの割り当ての変更が可能となる。これにより、不要な処理を削減した簡易なリソース割り当てを実現することができる。
（１１）また、本発明の基地局装置は、移動局装置が、基地局装置から受信した信号の受信品質を測定し、前記受信品質に基づいて生成したフィードバック情報を前記基地局装置へ送信する無線通信システムに適用される基地局装置であって、フィードバック情報の種類に応じた周期的な送信タイミングのリソースを割り当てるスケジューラ部と、前記リソースの割り当て情報を前記移動局装置へ送信する送信部と、を備えることを特徴としている。
このように、フィードバック情報の種類に応じた送信タイミングのリソースを割り当てるので、移動局装置では、基地局装置による割り当てに応じて、それぞれのフィードバック情報を送信することができる。その結果、送信周期がフィードバック情報の種類に応じて最適なものとすることができると共に、送信周期が最適なものと一致しないことに起因するシステムスループットの低下を最小限に抑えることが可能となる。
（１２）また、本発明の基地局装置において、前記スケジューラは、前記フィードバック情報のうちいずれかを組み合わせ、その組み合わせに対して同一のリソースを割り当て、前記割り当てたリソースにおいて各フィードバック情報の送信タイミングをずらすことにより、それぞれのフィードバック情報の送信を行なうことを特徴としている。
このように、基地局装置は、フィードバック情報のうちいずれかを組み合わせ、その組み合わせに対して同一のリソースを割り当て、前記割り当てたリソースにおいて各フィードバック情報の送信タイミングをずらすことにより、それぞれのフィードバック情報の送信を行なうので、必ずしも各フィードバック情報に対して個別にリソース割り当てを行なう必要が無く、これに付随して発生する冗長なシグナリングを削減することが可能となる。
（１３）また、本発明の基地局装置において、前記フィードバック情報は、前記移動局装置が測定した受信品質に基づく受信品質情報、送信信号に対する前処理を行なうための送信信号前処理情報、または通信可能な送信系列数を示す送信信号系列情報の少なくとも１つを含むことを特徴としている。
このように、フィードバック情報に、受信品質情報、送信信号前処理情報、または送信信号系列情報の少なくとも一つが含まれるので、これらを考慮することにより、ＭＩＭＯ・ＳＤＭのように頻繁に最適な送信周期が変わる状況に対応することができ、効率的なフィードバック情報に対するリソース割り当てが可能となる。
（１４）また、本発明の移動局装置は、移動局装置が、基地局装置から受信した信号の受信品質を測定し、前記受信品質に基づいて生成したフィードバック情報を前記基地局装置へ送信する無線通信システムに適用される移動局装置であって、前記基地局装置から、前記フィードバック情報の種類に応じた送信タイミングのリソースの割り当て情報を受信する受信部と、前記測定した受信品質に基づいて、受信品質情報を生成する受信品質情報生成部と、前記基地局装置から受信した信号に基づいて、前記基地局装置で送信信号に対する前処理を行なうための送信信号前処理情報を生成する送信信号前処理情報生成部と、前記基地局装置から受信した信号に基づいて、前記基地局装置と通信可能な送信系列数を示す送信信号系列情報を算出する送信信号の系列数情報生成部と、前記受信したリソースの割り当て情報に基づいて、前記フィードバック情報として、前記受信品質情報、前記送信信号前処理情報、または前記送信信号系列情報の少なくとも一つを前記基地局装置へ送信する送信部と、を備えることを特徴としている。
この構成により、基地局装置による、フィードバック情報の種類に応じた送信タイミングのリソースを割り当てに応じて、それぞれのフィードバック情報を送信することができる。その結果、送信周期がフィードバック情報の種類に応じて最適なものとすることができると共に、送信周期が最適なものと一致しないことに起因するシステムスループットの低下を最小限に抑えることが可能となる。また、フィードバック情報として、前記受信品質情報、前記送信信号前処理情報、または前記送信信号系列情報の少なくとも一つを前記基地局装置へ送信するので、ＭＩＭＯ・ＳＤＭのように頻繁に最適な送信周期が変わる状況に対応することができ、更に効率的なフィードバック情報に対するリソース割り当てが可能となる。
本発明によれば、基地局装置は、フィードバック情報の種類に応じた送信タイミングのリソースを割り当てる一方、移動局装置は、割り当てられたリソースを使用して、複数種類のフィードバック情報を基地局装置に対して送信するので、基地局装置では、フィードバック情報の種類に応じた最適な送信リソースを個別に設定することができる。また、移動局装置では、基地局装置による割り当てに応じて、それぞれのフィードバック情報を送信することができる。その結果、送信周期がフィードバック情報の種類に応じて最適なものとすることができると共に、送信周期が最適なものと一致しないことに起因するシステムスループットの低下を最小限に抑えることが可能となる。
本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムにおける基地局装置の一構成例を示す概略ブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムにおける移動局装置の一構成例を示す概略ブロック図である。 第１の実施形態に係る移動通信システムの動作例を示す図である。 第１の実施形態に係る移動通信システムの動作例を示す図である。 第２の実施形態に係る移動通信システムの動作例を示す図である。 第２の実施形態に係る移動通信システムの動作例を示す図である。 第３の実施形態に係る移動通信システムの動作例を示す図である。 第３の実施形態に係る移動通信システムの動作例を示す図である。 第４の実施形態に係る移動通信システムの動作例を示す図である。 第４の実施形態に係る移動通信システムの動作例を示す図である。 第５の実施形態に係る移動通信システムの動作例を示す図である。 第５の実施形態に係る移動通信システムの動作例を示す図である。 本発明におけるリソース割り当ての仕組みを説明する図である。 本発明におけるリソース割り当ての仕組みを説明する図である。 本発明において上りリンクデータが存在する場合のリソース割り当ての仕組みを説明する図である。 本発明において上りリンクデータが存在する場合のリソース割り当ての仕組みを説明する図である。 第６の実施形態に係る移動通信システムの動作例を示す図である。 第６の実施形態に係る移動通信システムの動作例を示す図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムについて説明する。この移動通信システムは、基地局装置と移動局装置とから構成されている。図１Ａおよび図１Ｂは、本実施形態に係る基地局装置および移動局装置の一構成例を示すブロック図である。図１Ａに示すように、基地局装置Ａは、データ制御部１、変調符号化部３、送信信号前処理部４、マッピング部５、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部７、無線送信部１１、無線受信部１５、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部１７、逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）部２１、復調復号化部２２、データ抽出部２３、送信情報制御部２７、アンテナ１２を備えている。
送信情報制御部２７は、スケジューラ部２５、変調符号制御部３１、周波数選択スケジューラ部３３、送信信号の系列数情報制御部３５、送信信号前処理情報制御部３６を含んでいる。アンテナ１２はＭＩＭＯ・ＳＤＭ通信に必要となるアンテナ数を備えている。
データ制御部１には、各移動局装置Ｂに送信される送信データと、制御データとが入力され、送信情報制御部２７からの指示に従って、それぞれのデータが逐次、移動局装置Ｂに送信される。出力データについて、ＭＩＭＯ・ＳＤＭが適用される場合には送信信号の系列数情報制御部３５の情報に従い、複数の送信系列に分けられる。
変調符号化部３は、送信情報制御部２７による変調方式および符号化率に基づいて、データ制御部１から入力される信号に対して、変調処理や誤り訂正符号化処理を施し、送信信号前処理部４へ出力する。送信信号前処理部４は、変調符号化部３から入力される信号を、送信情報制御部２７から入力される制御情報に基づき処理し、マッピング部５に出力する。
マッピング部５は、送信情報制御部２７から入力される周波数選択スケジューリング情報に基づいて、変調符号化部３から出力されるデータを、各サブキャリア上にマッピングし、逆高速フーリエ変換部７に出力する。逆高速フーリエ変換部７は、マッピング部５から出力されるデータに、逆高速フーリエ変換の処理を施し、時系列のベースバンドデジタル信号に変換し、無線送信部１１に出力する。
逆高速フーリエ変換部７からの出力信号は、無線送信部１１においてデジタル／アナログ変換され、送信に適した周波数にアップコンバートされた後に、アンテナ１２を介して、各移動局装置Ｂに送信される。
スケジューラ部２５は、各移動局装置が使用することのできるリソース領域、間欠送受信サイクル、送信データチャネルのフォーマット、バッファ状況などの制御情報に基づき、下りリンクのスケジューリング、上りリンクのスケジューリングを行なう。変調符号制御部３１は、移動局装置Ｂから送信される受信品質情報に基づいて、各データに施す変調方式、符号化率を決定する。
周波数選択スケジューラ部３３は、移動局装置Ｂから送信される受信品質情報に基づいて、各データに施す周波数選択スケジューリングの処理を行なう。送信信号の系列数情報制御部３５は、移動局装置Ｂから送信される送信信号の系列数情報と自基地局装置のトラフィック状況などの情報に基づき、送信信号の系列数を決定する。送信信号前処理情報制御部３６は、移動局装置Ｂから送信される送信信号前処理情報に基づいて、送信データに施す前処理を決定する。
送信情報制御部２７は、上位レイヤから入力される制御情報、データ抽出部２３から入力される制御情報を利用して、スケジューラ部２５、変調符号制御部３１、周波数選択スケジューラ部３３、送信信号の系列数情報制御部３５、送信信号前処理情報制御部３６、送信情報制御部２７の動作を制御する。それぞれの出力情報を管理しデータ制御部１、変調符号化部３、送信信号前処理部４、マッピング部５の動作に必要な制御情報を出力する。
無線受信部１５は、アンテナ１２にて受信した信号をアナログ／デジタル変換し、ベースバンド信号へダウンコンバートした後に、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部１７へ出力する。高速フーリエ変換部１７は受信信号を処理時間単位ごとにフーリエ変換し、逆離散フーリエ変換部２１へ出力する。逆離散フーリエ変換部２１は、入力信号を移動局装置ごとに割り当てた帯域に分割して、逆フーリエ変換処理を行ない、ＳＣ−ＦＤＭＡ信号を再生した信号を復調復号化部２２へ出力する。
復調復号化部２２は入力された信号を移動局装置ごとに復調・復号を行ない、データ抽出部２３へ出力する。データ抽出部２３では、復調復号化部２２からの入力信号について、送信情報制御部２７での制御情報生成に必要な情報、受信データ、上位レイヤで必要となる制御データに分割し出力する。
一方、図１Ｂに示すように、移動局装置Ｂは、データ制御部４１、変調符号化部４３、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）部４４、マッピング部４５、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部４７、無線送信部５１、無線受信部５３、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部５５、復調復号化部５７、データ抽出部６１、フィードバック情報制御部６５、アンテナ６３を備えている。フィードバック情報制御部６５は、受信品質情報生成部６７、受信品質測定部７１、送信信号前処理情報生成部６８、送信信号の系列数情報生成部６９を備えている。アンテナ６３はＭＩＭＯ・ＳＤＭ通信に必要となるアンテナ数を備えている。
データ制御部４１には、基地局装置Ａに送信される送信データと、制御データと、フィードバック情報制御部６５から出力されるフィードバック情報とが入力され、それぞれのデータが逐次、基地局装置Ａに送信される。
変調符号化部４３は、データ制御部４１から入力される信号に変調処理や誤り訂正符号化処理を施し、各データを離散フーリエ変換部４４に出力する。離散フーリエ変換部４４は、変調符号化部４３から入力される信号についてフーリエ変換処理を行ない、ＳＣ−ＦＤＭＡを行なうための信号を生成し、マッピング部４５へ出力する。マッピング部４５は、離散フーリエ変換部４４から入力されるデータを、基地局装置Ａより割り当てられたサブキャリア上にマッピングし、逆高速フーリエ変換部４７に出力する。
逆高速フーリエ変換部４７は、マッピング部４５から入力されるシンボル系列に逆高速フーリエ変換の処理を施し、時系列のベースバンドデジタル信号に変換し、無線送信部５１に出力する。逆高速フーリエ変換部４７からの出力信号は、無線送信部５１においてデジタル／アナログ変換され、送信に適した周波数にアップコンバートされた後に、アンテナを介して、基地局装置Ａに送信される。
受信品質測定部７１は、基地局装置Ａから受信する信号の受信品質を測定する。受信品質情報生成部６７は、受信品質測定部７１によって測定された情報に基づいて、基地局装置Ａに送信する受信品質情報を生成する。送信信号前処理情報生成部６８は、基地局装置Ａから受信した信号を利用して伝搬路情報を算出し、基地局装置Ａで行なうべき送信信号に対する前処理の情報を生成する。送信信号の系列数情報生成部６９は、基地局装置Ａから受信した信号を利用して伝搬路情報を算出し、基地局装置Ａと通信可能な送信系列数を算出する。
フィードバック情報制御部６５は、受信品質情報生成部６７、送信信号前処理情報生成部６８、送信信号の系列数情報生成部６９が生成する制御信号を管理し、データ制御部４１へ出力する。フィードバック情報制御部６５にて管理されるフィードバック情報は、ここに記載されている信号の生成および制御に限られるものではなく、その他の種類のフィードバック情報を含んでもよい。
図２Ａおよび図２Ｂは、第１の実施形態に係る移動通信システムの動作例を示す図である。図２Ａには、基地局装置Ａから移動局装置Ｂに送信される制御信号、移動局装置Ｂから基地局装置Ａに送信される上りリンクデータ、およびフィードバック情報並びにこれらの送信形態が示されている。また、図２Ｂには、基地局装置Ａと移動局装置Ｂの動作のシーケンスチャートが示されている。図２Ａおよび図２Ｂは、例として、＃ｓｌｏｔ１〜＃ｓｌｏｔ２０までの動作を示しており、スロット軸（縦軸）方向に対応している。図２Ｂでは、符号１０１から１１４までのやり取りが基地局装置Ａと移動局装置Ｂとの間で行なわれる。
移動局装置Ｂは、基地局装置Ａに対して受信品質情報以外にも、下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control Channel）によって指示されたリソース割当てに応じて、ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）を使用して上りリンクデータを送信する。この下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）は、上りリンクに対するデータ送信を許可する信号（Ｌ１／Ｌ２グラント）である。以後、本実施形態において、Ｌ１／Ｌ２グラントとは、長期的にリソースを割り当てられていない上りリンクの送信信号に対するグラントのためのＬ１／Ｌ２グラントを示している。
まず、＃ｓｌｏｔ２において、基地局装置Ａは、受信品質情報を送信する際に使用するパラメータと、フィードバック情報（受信品質情報、送信信号前処理情報、送信信号系列数情報）を送信するための長期的な資源割り当てに関する情報を、ＲＲＣシグナリングに含めて移動局装置Ｂに対して送信する（１０１）。
ここで、フィードバック情報を送信する際に使用するパラメータとは、使用される上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical Uplink Control Channel）や上りリンクデータチャネル（上りリンク共用チャネル：ＰＵＳＣＨ：Physical Uplink Shared Channel）などの利用する上りリンクのチャネルの情報や、受信品質情報を測定する測定間隔、移動局装置Ｂが受信品質情報を測定する際の周波数分解能（周波数粒度）などの情報を示したものである。さらに、このパラメータは、割り当てられたチャネル（ＰＵＳＣＨおよびＰＵＣＣＨ）のリソースで送信しようとしていたフィードバック情報の割合（ＳＣ−ＦＤＭＡのシンボル数）といった情報も示している。
また、上述の長期的な資源割り当てとは、受信品質情報を送信する時間リソース（送信スロット）、および各フィードバック情報を送信する周波数リソース、符号リソースの情報を示している。
ここで、複数のフィードバック情報が同時に送信される際のリソース割り当ておよび送信形態ついて説明する。基地局装置Ａは、移動局装置Ｂが送信する複数のフィードバック情報に対して長期的なリソース割当を行なった際に、同一スロットにて複数のフィードバック情報を同時に送信するケースが発生する。この際、上り信号についてはＳＣ−ＦＤＭＡが適用されるため、割り当てられるリソースは周波数軸方向に連続したものでなければならない。
例えば、図７Ａに示すように、受信品質情報、送信信号前処理情報、送信信号系列数情報を送信するためのリソースが周波数軸方向に連続していないリソース７０１、７０２、７０３に割り当てられる時、基地局装置Ａはこのスロットにおけるリソースを一旦解放し、図７Ｂに示す７０６、７０７、７０８で表される周波数軸において連続した領域に再割当を行なう必要がある。解放されたリソース７０４および７０５は、他の移動局装置へ割り当てることも可能である。ここで、必ずしも図７Ａの７０３、図７Ｂの７０７のように、どこか同じリソースを共有する必要はなく、基地局装置がスケジューリング可能なリソースはすべて利用可能である。
さらに、一つのリソースにおいて多重されるフィードバック情報について、その物理フォーマットがあらかじめ規定されていれば、その形式はどのように表されても良い。上記処理について、移動局装置Ａはリソース割り当ての際にこの処理を実施できるため、＃ｓｌｏｔ２の段階においてリソースの再配置を完了し、１０１に示されるＲＲＣシグナリングにこの情報を含めて送信する。
次に、上りリンクデータとフィードバック情報が同時に送信される際のリソース割り当ておよび送信形態ついて、図８を用いて説明する。図８Ａに示すように、フィードバック情報は上記の手順により、あらかじめ送信リソースを確保されているが、上りリンクデータはフィードバック情報送信リソースの割り当て後に発生する可能性がある。この場合について、上りリンクデータの送信許可を与える際に、上りリンクデータ（８０１）に加えて、図８Ｂに示すように、フィードバック情報の送信リソースも含めたリソースを割り当て、これを用いて上りリンクデータとフィードバック情報を送信する。
この時、＃ｓｌｏｔ２のＲＲＣシグナリングによって割り当てられていたが、この処理により解放されたフィードバック情報のリソース（８０２）は、基地局装置Ａと移動局装置Ｂで特にシグナリングを行なわなくても解放されるものとし、基地局装置Ａは他の移動局装置にこの解放したリソースを割り当てることができる。上記のとおりＳＣ−ＦＤＭＡに対応して上りリンクデータと受信品質情報の物理フォーマットを規定するものであれば、どのように表されてもよい。
次に、図２Ａおよび図２Ｂにおける、ＲＲＣシグナリングによるフィードバック情報送信リソースの割り当てが完了した後の各スロットの動作について説明する。ここでは、＃ｓｌｏｔ５より、受信品質情報は４ｓｌｏｔごと、送信信号前処理情報は３ｓｌｏｔごと、送信信号系列数情報は６ｓｌｏｔごとに上りデータチャネルにより送信するリソースが割り当てられている。
＃ｓｌｏｔ５では、上りリンクデータが発生しており、基地局装置Ａからデータ送信の許可がＬ１／Ｌ２グラントにて与えられている（１０２）。ここで、基地局装置Ａに対して受信品質情報、送信信号前処理情報、送信信号系列数情報（この３つの情報をすべて含めて「全フィードバック情報」と呼称する。）および上りリンクデータを同梱し、Ｌ１／Ｌ２グラントにより割り当てられたデータチャネルにて送信する（１０３）。
＃ｓｌｏｔ８、＃ｓｌｏｔ１３でも同様に上りリンクデータが発生し、Ｌ１／Ｌ２グラントにてデータ送信許可が与えられている（それぞれ１０４、１０８）。ここでも、Ｌ１／Ｌ２グラントによって再度割り当てられた上りリンクデータと各フィードバック情報送信のリソースを利用して、上りリンクデータとともに送信信号前処理情報（＃ｓｌｏｔ８）、受信品質情報（＃ｓｌｏｔ１３）を送信する（それぞれ１０５，１０９）。このとき、＃ｓｌｏｔ２にて割り当てられた送信信号前処理情報（＃ｓｌｏｔ８）、受信品質情報（＃ｓｌｏｔ１３）送信のリソースは解放される。
＃ｓｌｏｔ９では、移動局装置Ｂは、基地局装置Ａへ受信品質情報のみを送信する（１０６）。この時利用するリソースは、＃ｓｌｏｔ２において割り当てられた受信品質情報を送信するために割り当てられたリソースを利用する。この処理は、＃ｓｌｏｔ１４、＃ｓｌｏｔ２０についても同様であり、＃ｓｌｏｔ２によって割り当てられたリソースによってそれぞれ送信する（１１０、１１４）。
＃ｓｌｏｔ１１では、上りリンクデータが発生しておらず、基地局装置Ａへ送信信号前処理情報と送信信号系列数情報を送信する。この時は、＃ｓｌｏｔ２の処理において送信信号前処理情報と送信信号系列数情報それぞれを同時に送信するためのリソースが割り当てられており、これを用いて送信信号前処理情報と送信信号系列数情報が同時に送信される（１０７）。この処理は、＃ｓｌｏｔ１７についても同様であり、＃ｓｌｏｔ２によって割り当てられたリソースによって受信品質情報、送信信号前処理情報および送信信号系列数情報を同時に送信する（１１１）。
＃ｓｌｏｔ１９では、上りリンクデータが発生し、フィードバック情報の送信がないスロットである。この場合、Ｌ１／Ｌ２グラントによって割り当てられた（１１２）リソースを利用して、上りリンクデータを送信する（１１３）。
また、本実施形態では、フィードバック情報として、受信品質情報、送信信号前処理情報、送信信号系列数情報の３つを取り上げているが、その他の移動局装置から基地局装置へ送信するフィードバック信号について、その種類によらず適用可能である。
以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、基地局装置Ａが、受信品質情報等のフィードバック情報を送信する際に、各フィードバック情報の送信パラメータ情報と長期的なリソース割り当てとを、ＲＲＣシグナリングに含めて移動局装置Ｂに対して送信することにより、各フィードバック情報を送信するリソース割当が基地局装置Ａによって制御される。これにより、各フィードバック情報を最適な周期で基地局装置Ａに送信することが可能であり、かつリソースの空きが生じなくなることから、効率的な送信制御を実現することが可能となる。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る移動通信システムについて、図面を参照しながら説明する。図３Ａおよび図３Ｂは、第２の実施形態に係る移動通信システムの動作例を示す図である。図３Ａには、基地局装置Ａから移動局装置Ｂに送信される制御信号、移動局装置Ｂから基地局装置Ａに送信される上りリンクデータ、およびフィードバック情報並びにこれらの送信形態が示されている。また、図３Ｂには、基地局装置と移動局装置の動作のシーケンスチャートが示されている。図３Ａおよび図３Ｂでは、例として、＃ｓｌｏｔ１〜＃ｓｌｏｔ２０までの動作を示している。
本実施形態と第１の実施形態との相違点は、＃ｓｌｏｔ９、＃ｓｌｏｔ１４、＃ｓｌｏｔ２０において、移動局装置Ｂがフィードバック情報を送信するリソースについて、基地局装置Ａが上りリンクデータチャネル（ＰＵＳＣＨ）でなく、上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を割り当てていることにある。それ以外のスロットで行なわれる動作（２０１から２１４）については第１の実施形態と同様である。
本発明の第２の実施形態における各スロットでの動作について説明する。まず、＃ｓｌｏｔ２において、基地局装置Ａは、受信品質情報を送信する際に使用するパラメータと、フィードバック情報（受信品質情報、送信信号前処理情報、送信信号系列数情報）を送信するための長期的な資源割り当てに関する情報を、ＲＲＣシグナリングに含めて移動局装置Ｂに対して送信する（２０１）。ここで、＃ｓｌｏｔ９、＃ｓｌｏｔ１４、＃ｓｌｏｔ２０のように、単一のフィードバック情報のみが送信されるスロットにおいては、送信する情報量（ビット数）が少なくなるため、帯域は限られているが柔軟性の高い上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を割り当てる。これに対し、複数のフィードバック情報が送信される＃ｓｌｏｔ５、＃ｓｌｏｔ１１、＃ｓｌｏｔ１７については、大きな情報を送信することに適した上りリンクデータチャネル（ＰＵＳＣＨ）を割り当てる。
＃ｓｌｏｔ９において、移動局装置Ｂは、基地局装置Ａへ受信品質情報のみ送信する（２０６）。この時利用するリソースは、＃ｓｌｏｔ２において割り当てられた受信品質情報を送信するために割り当てられた上りリンク制御チャネルのリソースを利用する。この処理は、＃ｓｌｏｔ１４、＃ｓｌｏｔ２０についても同様であり、＃ｓｌｏｔ２によって割り当てられた上りリンク制御チャネルのリソースによってそれぞれ送信する（２１０、２１４）。上記以外のスロットにおける動作は、第1の実施形態と同様である。
以上説明したように、本発明の第２の実施形態によれば、基地局装置Ａが、受信品質情報等のフィードバック情報を送信する際に、各フィードバック情報の送信パラメータ情報と長期的なリソース割り当てとを、ＲＲＣシグナリングに含めて移動局装置Ｂに対して送信することにより、各フィードバック情報を送信するリソース割り当てが基地局装置Ａによって制御される。そして、割り当てられるリソースは上りリンクデータチャネル（ＰＵＳＣＨ）に限らず、上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を利用することができる。これにより、各フィードバック情報の送信について、最適なチャネルかつ最適な周期で基地局装置Ａに送信することが可能であり、基地局装置Ａにおけるスケジュール割り当てが容易となり、より効率的な送信制御を実現することが可能となる。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る移動通信システムについて、図面を参照しながら説明する。図４Ａおよび図４Ｂは、第３の実施形態に係る移動通信システムの動作例を示す図である。図４Ａには、基地局装置Ａから移動局装置Ｂに送信される制御信号、移動局装置Ｂから基地局装置Ａに送信される上りリンクデータ、およびフィードバック情報並びにこれらの送信形態が示されている。また、図４Ｂには、基地局装置と移動局装置の動作のシーケンスチャートが示されている。図４Ａおよび図４Ｂでは、例として、＃ｓｌｏｔ１〜＃ｓｌｏｔ２０までの動作を示している。
本実施形態は、基地局装置Ａと移動局装置Ｂが通信している途中において、移動局装置Ｂの移動などの理由によって通信路が変化して、ＭＩＭＯ・ＳＤＭ通信が可能となった場合を想定している。図２Ａおよび図２Ｂに示す処理フローとの大きな違いは、＃ｓｌｏｔ１において受信品質情報を送信するリソースのみ割り当てた後、移動局装置Ｂが＃ｓｌｏｔ６にてＭＩＭＯ・ＳＤＭの通信を行なうためのリクエストを送信し、＃ｓｌｏｔ８にて送信信号前処理情報と送信信号系列数情報を送信するためのリソースが割り当てられることにある。
本発明の第３の実施形態における各スロットでの動作について、図４Ａおよび図４Ｂを用いて説明する。まず、＃ｓｌｏｔ１において、基地局装置Ａは、受信品質情報を送信する際に使用するパラメータと、フィードバック情報（受信品質情報）を送信するための長期的な資源割り当てに関する情報を、ＲＲＣシグナリングに含めて移動局装置Ｂに対して送信する（３０１）。＃ｓｌｏｔ２の段階において、移動局装置ＢはＭＩＭＯ・ＳＤＭ通信を要求しないため、受信品質情報を送信するリソースのみが４ｓｌｏｔの周期で割り当てられる。
＃ｓｌｏｔ２では、上りリンクデータが発生しており、基地局装置Ａからデータ送信の許可がＬ１／Ｌ２グラントにて与えられている（３０２）。このスロットでは、受信品質情報を送信するリソースが＃ｓｌｏｔ１の処理にて割り当てられているため、Ｌ１／Ｌ２グラント（３０２）では上りリンクデータと受信品質情報を同時に送信するリソースが割り当てられる。移動局装置は上りリンクデータと受信品質情報を同梱して、Ｌ１／Ｌ２グラントにより割り当てられたデータチャネルにて送信する（３０３）。なお、＃ｓｌｏｔ１の処理によって割り当てられていた受信品質情報送信用のリソースは、Ｌ１／Ｌ２グラント（３０２）の発生時に解放される。
＃ｓｌｏｔ４では、上りリンクデータが発生し、フィードバック情報の送信がないスロットである。この場合、Ｌ１／Ｌ２グラントによって割り当てられた（３０４）リソースを利用して、上りリンクデータを送信する（３０５）。
＃ｓｌｏｔ６は、受信品質情報を送信する周期に対応しており、これを送信するためのリソースは、＃ｓｌｏｔ１における処理にて移動局装置Ｂに割り当てられている。このスロットにおいて、移動局装置Ｂは、ＭＩＭＯ・ＳＤＭ通信が可能であり、基地局装置ＡへＭＩＭＯ・ＳＤＭ通信を行なうための要求を行なう。移動局装置Ｂは、受信品質情報とＭＩＭＯ通信要求の信号を同梱して、＃ｓｌｏｔ１の処理により割り当てられたリソースにて信号を送信する（３０６）。なお、ＭＩＭＯ通信要求は、必ずしも受信品質情報と同時に送信する必要はなく、Ｌ１／Ｌ２グラントによりリソースを確保しても良い。
＃ｓｌｏｔ８において、基地局装置Ａは、移動局装置Ｂから送信されたＭＩＭＯ通信要求を許諾し、移動局装置に対してＭＩＭＯ通信に要求されるフィードバック情報（送信信号前処理情報、送信信号系列数情報）および受信品質情報の送信パラメータと、各フィードバック情報を送信するための長期的な資源割り当てに関する情報を、ＲＲＣシグナリングに含めて移動局装置Ｂに対して送信する（３０７）。
これによって、＃ｓｌｏｔ１０をスタートとして、４ｓｌｏｔ周期の受信品質情報の送信リソース、３ｓｌｏｔ周期の送信信号前処理情報の送信リソース、および６ｓｌｏｔ周期の送信信号系列数情報の送信リソースが移動局装置Ｂに割り当てられる。なお、割り当てられたリソースのチャネルはすべて上りリンクデータチャネル（ＰＵＳＣＨ）としているが、上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）が割り当てられても良い。
＃ｓｌｏｔ１０では、上りリンクデータが発生しており、基地局装置Ａからデータ送信の許可がＬ１／Ｌ２グラントにて与えられている（３０８）。ここで、基地局装置Ａに対して受信品質情報、送信信号前処理情報、送信信号系列数情報および上りリンクデータは、Ｌ１／Ｌ２グラントにより割り当てられたリソースにて同時に送信される（３０９）。ここで、＃ｓｌｏｔ８の処理によって割り当てられていたフィードバック情報を送信するためのリソースは、Ｌ１／Ｌ２グラント（３０８）の発生時に解放される。この処理は＃ｓｌｏｔ１３についても同様であり、送信信号前処理情報と上りリンクデータはＬ１／Ｌ２グラントにて与えられた（３１０）リソースにて同時に送信され、＃ｓｌｏｔ８の処理によって割り当てられていた送信信号前処理情報の送信リソースは解放される。
＃ｓｌｏｔ１４、＃ｓｌｏｔ１８において、移動局装置Ｂは、基地局装置Ａへ受信品質情報のみ送信する（３１２、３１４）。この時利用するリソースは、＃ｓｌｏｔ８において割り当てられた上りデータチャネルのリソースを利用する。この処理は＃ｓｌｏｔ１６、＃ｓｌｏｔ１９についても同様である。
以上説明したように、本発明の第３の実施形態によれば、移動局装置Ｂは、伝搬の状態変化に応じて、基地局装置Ａにフィードバックする情報を変更するようリクエストすることができ、基地局装置Ａはこれに応じて状況に応じてフィードバック情報の取捨選択と周期を最適におこなうことができる。これにより、各フィードバック情報の送信について、最適なチャネルかつ最適な周期で基地局装置Ａに送信することが可能であり、基地局装置Ａにおけるより効率的なスケジュール割り当てが容易となり、最適な送信制御を実現することが可能となる。
なお、本実施形態では、ＭＩＭＯ通信を開始する場合において、フィードバックする情報を増やすためのリクエストを行なったが、この場合とは逆に、ＭＩＭＯ通信を中止しフィードバックする情報を減らすリクエストを行なうことも可能である。また、本実施形態では移動局装置からのリクエストを引き金としたリソース割り当てを行なったが、これを基地局装置が自ら計測できる情報、もしくは移動局装置より送信される伝搬路の変化速度を表す情報を元にして、基地局装置の判断で行なっても良い。この伝搬路の変化速度を表す情報は、フィードバック情報の一つとして周期的に基地局装置へ送信されることも含まれる。
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る移動通信システムについて、図面を参照しながら説明する。図５Ａおよび図５Ｂは、第４の実施形態に係る移動通信システムの動作例を示す図である。図５Ａには、基地局装置Ａから移動局装置Ｂに送信される制御信号、移動局装置Ｂから基地局装置Ａに送信される上りリンクデータ、およびフィードバック情報並びにこれらの送信形態が示されている。また、図５Ｂには、基地局装置と移動局装置の動作のシーケンスチャートが示されている。図５Ａおよび図５Ｂでは、例として、＃ｓｌｏｔ１〜＃ｓｌｏｔ２０までの動作を示している。
本実施形態は、基地局装置Ａと移動局装置Ｂが通信している途中において、移動局装置Ｂの移動などの理由によって通信路が変化して、各フィードバック情報を送信する周期が変化した場合を想定している。図２Ａおよび図２Ｂに示す処理フローとの大きな違いは、＃ｓｌｏｔ２において受信品質情報を送信するリソースのみ割り当てた後、移動局装置Ｂにおける受信品質情報、送信信号前処理情報の最適な送信周期が変化し、基地局装置Ａが＃ｓｌｏｔ７の受信品質情報をもとに再度割り当てを行なうことである。この再割り当て処理は＃ｓｌｏｔ９にて実施されている。
本発明の第４の実施形態における各スロットでの動作について、図５Ａおよび図５Ｂを用いて説明する。まず、＃ｓｌｏｔ２において、基地局装置Ａは、受信品質情報を送信する際に使用するパラメータと、フィードバック情報（受信品質情報、送信信号前処理情報、送信信号系列数情報）を送信するための長期的な資源割り当てに関する情報を、ＲＲＣシグナリングに含めて移動局装置Ｂに対して送信する（４０１）。この処理により、＃ｓｌｏｔ３をスタートとして、受信品質情報を送信するリソースが４ｓｌｏｔの周期で、送信信号前処理情報を送信するリソースが３ｓｌｏｔの周期で、そして、送信信号系列数情報を送信するリソースが８ｓｌｏｔの周期で割り当てられる。各フィードバック情報のうちどれか複数が同時に送信されるスロットについては、周波数軸上で連続したリソースが割り当てられる。これらの割り当てられるリソースは、全て上りデータチャネルを想定しているが、必要に応じて上りリンク制御チャネルを割り当ててもよい。
＃ｓｌｏｔ３では、上りリンクデータと全フィードバック情報を送信する。この時は第１の実施形態（図２Ａおよび図２Ｂ）における＃ｓｌｏｔ５と同様の処理が行なわれる（４０２、４０３）。＃ｓｌｏｔ６では、上りリンクデータと送信信号前処理情報を送信する。この時は第１の実施形態（図２Ａおよび図２Ｂ）における＃ｓｌｏｔ８と同様の処理が行なわれる（４０４、４０５）。＃ｓｌｏｔ７では、受信品質情報を送信する。第１の実施形態（図２Ａおよび図２Ｂ）における＃ｓｌｏｔ９と同様の処理が行なわれる（４０６）。
＃ｓｌｏｔ９において、基地局装置Ａは、＃ｓｌｏｔ７で受信した受信品質情報を元に受信品質情報および送信信号前処理情報を送信するリソースの再割り当てを行なう。基地局装置Ａは、受信品質情報を送信する際に使用するパラメータと、フィードバック情報（受信品質情報、送信信号前処理情報）を送信するための長期的な資源割り当てに関する情報を、ＲＲＣシグナリングに含めて移動局装置Ｂに対して送信する（４０７）。この処理により、＃ｓｌｏｔ１１をスタートとして、受信品質情報を送信するリソースが３ｓｌｏｔの周期で、送信信号前処理情報を送信するリソースが２ｓｌｏｔの周期で割り当てられる。ここで、＃ｓｌｏｔ２で割り当てられた受信品質情報および送信信号前処理情報のリソースは解放されるが、送信信号系列数情報のリソースに変更はされない。また、各フィードバック情報のうちどれか複数が同時に送信されるスロットについては、周波数軸上で連続したリソースが割り当てられる。これらの割り当てられるリソースは、全て上りデータチャネルを想定しているが、必要に応じて上りリンク制御チャネルを割り当ててもよい。
＃ｓｌｏｔ１１以降については、＃ｓｌｏｔ９で割り当てられたリソースおよび、Ｌ１／Ｌ２グラントにより送信許可を与えられたリソースによる通信が行なわれるが、この処理については第１の実施形態と同様となる。
以上説明したように、本発明の第４の実施形態によれば、移動局装置Ｂは伝搬の状態変化に応じて、受信品質情報を送信することによって、基地局装置Ａにフィードバックする情報を変更するようリクエストすることができ、基地局装置Ａはこれに応じてフィードバック情報を採用するか否か、および送信周期を最適に設定できる。これにより、各フィードバック情報の送信について、最適なチャネルかつ最適な周期で基地局装置Ａに送信することが可能であり、基地局装置Ａにおけるより効率的なリソース割り当てが容易となり、最適な送信制御を実現することが可能となる。
本実施形態では、受信品質情報および送信信号前処理情報のリソース再割り当てを行なったが、対象となるフィードバック情報はこれに限らない。また、本実施形態では、移動局装置からのリクエストを引き金としたリソース割り当てを行なったが、これを基地局装置が自ら計測できる情報、もしくは移動局装置より送信された計測情報などを元にして、基地局装置の判断で行なっても良い。
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係る移動通信システムについて、図面を参照しながら説明する。図６Ａおよび図６Ｂは、第５の実施形態に係る移動通信システムの動作例を示す図である。図６Ａには、基地局装置Ａから移動局装置Ｂに送信される制御信号、移動局装置Ｂから基地局装置Ａに送信される上りリンクデータ、およびフィードバック情報並びにこれらの送信形態が示されている。また、図６Ｂには、基地局装置と移動局装置の動作のシーケンスチャートが示されている。図６Ａおよび図６Ｂでは、例として、＃ｓｌｏｔ１〜＃ｓｌｏｔ２０までの動作を示している。
本実施形態は、基地局装置Ａから移動局装置Ｂに対して、各フィードバック情報を周期的に送信するリソースを割り当てた後、急激な伝搬路の変化などにより、＃ｓｌｏｔ１０にて送信信号前処理情報を直ちに送信すべき状況が発生したことを想定している。図２Ａおよび図２Ｂに示す処理フローとの大きな違いは、＃ｓｌｏｔ１１において送信信号前処理情報を一時的に送信するためのリソースを要求し、＃ｓｌｏｔ１２にてそのリソースを割り当てることにある。
本発明の第５の実施形態における各スロットでの動作について、図６Ａおよび図６Ｂを用いて説明する。まず、＃ｓｌｏｔ２において、基地局装置Ａは、受信品質情報を送信する際に使用するパラメータと、フィードバック情報（受信品質情報、送信信号前処理情報、送信信号系列数情報）を送信するための長期的な資源割り当てに関する情報を、ＲＲＣシグナリングに含めて移動局装置Ｂに対して送信する（５０１）。この処理により、＃ｓｌｏｔ４をスタートとして、受信品質情報を送信するリソースが６ｓｌｏｔの周期で、送信信号前処理情報を送信するリソースが５ｓｌｏｔの周期で、そして、送信信号系列数情報を送信するリソースが７ｓｌｏｔの周期で割り当てられる。
各フィードバック情報のうちどれか複数が同時に送信されるスロットについては、周波数軸上で連続したリソースが割り当てられる。これらの割り当てられるリソースは、全て上りデータチャネルを想定しているが、必要に応じて上りリンク制御チャネルを割り当ててもよい。
＃ｓｌｏｔ１０にて送信信号前処理情報が大きく変化したため、＃ｓｌｏｔ１１にて送信信号系列数情報に送信信号前処理情報の送信リクエストを含めた信号をデータチャネルで送信する（５０５）。これを受信した基地局装置Ａは、送信信号前処理情報を送信するための一時的なリソースを移動局装置Ｂに割り当てる。この処理は、＃ｓｌｏｔ１２におけるＬ１／Ｌ２グラントにより実現され（５０６）、これを受信した移動局装置Ｂは、Ｌ１／Ｌ２グラントにより割り当てられたリソースを用いて、送信信号前処理情報をデータチャネルで送信する（５０７）。
上記のスロット以外の処理については、＃ｓｌｏｔ２で割り当てられたリソースおよび、Ｌ１／Ｌ２グラントにより送信許可を与えられたリソースによる通信が行なわれるが、この処理については第１の実施形態と同様となる。
以上説明したように、本発明の第５の実施形態によれば、基地局装置Ａによって割り当てられた周期以外でも、移動局装置Ｂにおける環境の変化に応じてフィードバックすべき情報を送信することができる。移動局装置Ｂにより送信されるリクエストについて、これを許容するか否かについては、基地局装置Ａが判断できるため、スケジュールを基地局装置Ａに集中制御させたまま、スループットを向上させる処理が可能となるため、より最適な送信制御を実現することが可能となる。
ここで、本実施形態では、送信信号前処理情報のリソース再割り当てを行なったが、対象となるフィードバック情報はこれに限らない。また、送信信号前処理情報の送信リクエストは、フィードバック情報に含めて送信することに限らず、上りリンクデータやその他の上りリンク信号とともに送信することが可能であり、リクエストを送信するためのリソースを確保して送信することもできる。これを基地局装置が自ら計測できる情報、もしくは移動局装置より送信される伝搬路の変化速度を表す情報を元にして、基地局装置の判断で行なっても良い。この伝搬路の変化速度を表す情報は、フィードバック情報の一つとして周期的に基地局装置へ送信されることも含まれる。
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態に係る移動通信システムについて、図面を参照しながら説明する。図９Ａおよび図９Ｂは、第６の実施形態に係る移動通信システムの動作例を示す図である。図９Ａには、基地局装置Ａから移動局装置Ｂに送信される制御信号、移動局装置Ｂから基地局装置Ａに送信される上りリンクデータ、およびフィードバック情報並びにこれらの送信形態が示されている。また、図９Ｂには、基地局装置と移動局装置の動作のシーケンスチャートが示されている。図９Ａおよび図９Ｂでは、例として、＃ｓｌｏｔ１〜＃ｓｌｏｔ２０までの動作を示している。
本実施形態と第１の実施形態との相違点は、受信品質情報と送信信号前処理情報を一組として、同一のリソースを割り当てることである。また、この際、受信品質情報および送信信号前処理情報の送信周期は同一であるが、送信タイミングをずらすことにより、交互に基地局装置にフィードバックする。
本発明の第６の実施形態における各スロットでの動作について説明する。＃ｓｌｏｔ２において、基地局装置Ａは、受信品質情報を送信する際に使用するパラメータと、フィードバック情報（受信品質情報、送信信号前処理情報、送信信号系列数情報）を送信するための長期的な資源割り当てに関する情報を、ＲＲＣシグナリングに含めて移動局装置Ｂに対して送信する（９０１）。この処理により、＃ｓｌｏｔ５をスタートとして、受信品質情報を送信するリソースを６ｓｌｏｔの周期で、送信信号前処理情報を送信するリソースを６ｓｌｏｔの周期で割り当てる。ただし、これらは同じ周期を持つため一組として扱い、受信品質情報および送信信号前処理情報が利用できる３ｓｌｏｔの周期のリソースを割り当てる。このリソースでは、図９Ａおよび図９Ｂに示すとおり、受信品質情報と送信信号前処理情報が交互に送信される。そして、送信信号系列数情報を送信するリソースが１０ｓｌｏｔの周期で割り当てられる。
＃ｓｌｏｔ５において、上りリンクデータが発生し、Ｌ１／Ｌ２グラントによりリソースが割り当てられる（９０２）。このリソースを用いて、上りリンクデータと受信品質情報および送信信号系列数情報が送信される（９０３）。＃ｓｌｏｔ８では、送信信号前処理情報を送信する順番であり、＃ｓｌｏｔ２で割り当てられた受信品質情報および送信信号系列数情報に割り当てられたリソースを利用して、送信信号前処理情報を送信する（９０４）。＃ｓｌｏｔ１１では、受信品質情報を送信する順番であるため、受信品質情報および送信信号系列数情報に割り当てられたリソースを利用して、送信信号前処理情報を送信する（９０５）。この処理は＃ｓｌｏｔ１４、＃ｓｌｏｔ１７、＃ｓｌｏｔ２０も同様である（９０６，９０８，９０９）。＃ｓｌｏｔ１５においては、＃ｓｌｏｔ２によって割り当てられたリソースを用いて送信信号系列数情報を送信する（９０７）。
以上説明したように、本発明の第６の実施形態によれば、同一の周期を割り当てるフィードバック情報を組として考えることで、リソース割り当てを単純化することができる。これにより、冗長なシグナリングを削減することが可能となる。
ここで、本実施形態では、受信品質情報と送信信号前処理情報を一組としたリソースの割り当てを行なったが、対象となるフィードバック情報はこれに限らない。また、本実施形態では、二つのフィードバック情報が、割り当てたリソースを交互に利用しているが、必ずしも一つのスロットにて一つのフィードバック情報を送信することが必要ではなく、一つのスロットにて複数のフィードバック情報を送信することや、フィードバック情報を分割して、複数のスロットで送信することも可能である。
以上、本発明の各実施形態について、受信品質情報、送信信号前処理情報、送信信号系列数情報を例に取り、それぞれを異なる周期で送信することを説明したが、これら全てが必ずしも異なる周期でスケジュールされる必要はなく、同じ周期でスケジュールされ、同一リソースでフィードバックされてもよい。
また、本発明の各実施形態について、受信品質情報、送信信号前処理情報、送信信号系列数情報を送信するチャネルについて上りリンクデータチャネル（ＰＵＳＣＨ）もしくは、上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を明示的に割り当てているが、本発明において割り当てるチャネルの種類が問われるものではない。
また、本発明の各実施形態について、受信品質情報、送信信号前処理情報、送信信号系列数情報を例に取った説明を行なっているが、本発明において適用されるフィードバック情報の種類はこれらに限られるものではなく、その他の種類のフィードバック情報についても同様の手順にて適用可能である。
また、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
１ データ制御部
３ 変調符号化部
４ 送信信号前処理部
５ マッピング部
７ 逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部
１１ 無線送信部
１２ アンテナ
１５ 無線受信部
１７ 高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部
２１ 逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）部
２２ 復調復号化部
２３ データ抽出部
２５ スケジューラ部
２７ 送信情報制御部
３１ 変調符号制御部
３３ 周波数選択スケジューラ部
３５ 送信信号の系列数情報制御部
３６ 送信信号前処理情報制御部
４１ データ制御部
４３ 変調符号化部
４４ 離散フーリエ変換（ＤＦＴ）部
４５ マッピング部
４７ 逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部
５１ 無線送信部
５３ 無線受信部
５５ 高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部
５７ 復調復号化部
６１ データ抽出部
６３ アンテナ
６５ フィードバック情報制御部
６７ 受信品質情報生成部
６８ 送信信号前処理情報生成部
６９ 送信信号の系列数情報生成部
７１ 受信品質測定部

Claims (5)

  1. 移動局装置が、基地局装置から受信した信号の受信品質を測定し、前記受信品質に基づいて生成したフィードバック情報を前記基地局装置に送信する無線通信システムであって、
    前記基地局装置は、前記フィードバック情報のうちのいずれかを組み合わせ、その組み合わせに対して同一のリソースを割り当て、
    前記移動局装置は、前記割り当てられたリソースにおいて各フィードバック情報の送信タイミングをずらして送信することを特徴とする無線通信システム。
  2. 移動局装置が、基地局装置から受信した信号の受信品質を測定し、前記受信品質に基づいて生成したフィードバック情報を、前記移動局装置から受信する基地局装置であって、
    前記フィードバック情報のうちのいずれかを組み合わせ、その組み合わせに対して同一のリソースを割り当てることを特徴とする基地局装置。
  3. 基地局装置から受信した信号の受信品質を測定し、前記受信品質に基づいて生成したフィードバック情報を前記基地局装置に送信する移動局装置であって、
    前記フィードバック情報のうちのいずれかの組み合わせに対して割り当てられた同一のリソースにおいて、各フィードバック情報の送信タイミングをずらして送信することを特徴とする移動局装置。
  4. 移動局装置が、基地局装置から受信した信号の受信品質を測定し、前記受信品質に基づいて生成したフィードバック情報を、前記移動局装置から受信する基地局装置における信号処理方法であって、
    前記フィードバック情報のうちのいずれかを組み合わせ、その組み合わせに対して同一のリソースを割り当てることを特徴とする信号処理方法。
  5. 基地局装置から受信した信号の受信品質を測定し、前記受信品質に基づいて生成したフィードバック情報を前記基地局装置に送信する移動局装置における信号処理方法であって、
    前記フィードバック情報のうちのいずれかの組み合わせに対して割り当てられた同一のリソースにおいて、各フィードバック情報の送信タイミングをずらして送信することを特徴とする信号処理方法。
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